特許 5852981 材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852981

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/303 20060101AFI20160114BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/303 D

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-80178(P2013-80178)

(22)【出願日】2013年4月8日

(65)【公開番号】特開2014-202652(P2014-202652A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2014年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(72)【発明者】

【氏名】青木 寿文

(72)【発明者】

【氏名】吉田 宏之

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２５８５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０７−０３８９４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０４−０６５６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５０３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１０８６６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／３０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

衝撃曲げ・せん断試験で模擬すべき実機の発生応力を把握するため、候補材料(1)の中から引張、硬さ、シャルピー衝撃、破壊靱性、疲労き裂進展の各試験による基礎試験データを得るため実機試験の前に行う基礎試験の前記基礎試験データでＮ種の候補材料(2)に絞り込み、その中の1種を基準材料(3)に決め、その基準材料(3)に対して実機試験を実施する第１工程と、
前記応力と同レベルの応力を、前記実機より小型の衝撃曲げ・せん断の棒状の小型試験片(4)に発生させるために必要なエネルギー（衝突体の質量・速度）を計算で求める第２工程と、
算出した入力エネルギーでの試験をＮ種の候補材料(2)全て(基準材料(3)およびＮ−１種の他材料)について実施し、応力と靱性（前記小型試験片の変形量やき裂深さ・数量）の関係データを計測する第３工程と、
前記基準材料(3)の実機試験結果と衝撃曲げ・せん断試験結果を比較し発生応力と靱性の関係データに差異が生じた場合は差異分析を行い、Ｎ−１種の他材料の実機相当の発生応力と靱性の関係データを推定（補正）する第４工程と、
前述の実機相当の発生応力と靱性の関係データの他に前記基礎試験データを用いて、各材料（Ｎ種の候補材料(2)）の寿命予測計算を実施し、繰返し衝撃荷重に対する寿命の相対評価を行う、又は、１回の衝撃による破壊の場合は、き裂進展計算の寿命計算ではなく、繰返し衝撃回数１回に対する寿命に関する計算を行い、１回の衝撃に対する寿命の相対評価を行う第５工程と、よりなり、
得られた前記相対評価データを基に材料選定を行なうことを特徴とする材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法。

【請求項2】

前記衝撃曲げ・せん断試験は、落錘(21)又はばね・圧縮ガス・リニアモーターで加速した衝突体からなる質量体(22)を用いる試験装置(20)で行われることを特徴とする請求項１記載の材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法。

【請求項3】

前記試験装置(20)は、前記質量体(22)を上方から下方へ移動させるため前記質量体(22)を支持するための複数の支柱(24,25)と、前記各支柱(24,25)を保持するための基盤(23)と、前記基盤(23)に設けられ前記試験片(4)を保持すると共に荷重伝播金具(31) および位置決め兼被衝突金具(33)を有する試験片ホルダ(30)とからなり、前記質量体(22)が前記位置決め兼被衝突金具(33)に衝突することにより前記試験片(4)に衝撃が加わるようにすることを特徴とする請求項２記載の材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法に関し、特に、機械／構造体の設計に資する材料の耐衝撃データを取得するため、実機と同レベルの衝撃曲げ・せん断条件下における耐衝撃特性を、小型試験片を用いて評価する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、高い耐衝撃曲げ・せん断特性を要求される機械・構造体製品の材料選定のためには、例えば、非特許文献１〜５に示されている引張試験、硬さ試験、シャルピー衝撃試験、破壊靱性試験、疲労き裂進展試験などの各試験による基礎試験データを取得して、試作設計し実機試験で候補材料の安全性確認を行なうことが必要となる。衝撃荷重を負荷する実機試験の例として、自動車では実機の衝突試験、火砲では実機での実射撃による実負荷試験などが挙げられる。実機試験はコストと期間が掛るため、図１３の例のように全ての候補材料の試験のためのコストと期間は膨大となる。
すなわち、図１３に示すフローのように、基礎試験(第１ステップ：１０１)によって候補材料１の中からＮ種の候補材料２に絞込み（第２ステップ：１０２）を行い、材料１〜Ｎを用いて実機試験１〜実機試験Ｎを行い（第３ステップ：１０３）、目的とする材料選定（第４ステップ：１０４）を行っていた。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】JIS Z 2241:2011 金属材料引張試験方法

【非特許文献2】JIS Z 2244:2009 ビッカース硬さ試験

【非特許文献3】JIS Z 2242:2005 金属材料のシャルピー衝撃試験方法

【非特許文献4】JIS G 0564:1999 金属材料−平面ひずみ破壊靱性試験方法

【非特許文献5】ASTM E647-13 Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、高い耐衝撃曲げ・せん断特性を要求される機械／構造体の材料を選定するには、以上のように実機試験で実際の衝撃曲げ・せん断負荷に耐え得るかを調査していたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、実機の衝撃試験は実機の製作以上のコストと期間を要し、それを候補材料全てに対して実施するには膨大なコストと期間が掛るという問題があり、実機開発の大きな障害となっていた。

【0005】

本発明は、以上のような課題を解決し、耐衝撃特性に優れた材料を選定するため、新たに小型試験片による衝撃曲げ・せん断試験により模擬的に実機試験と同等の耐衝撃性を評価する方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法は、衝撃曲げ・せん断試験で模擬すべき実機の発生応力を把握するため、候補材料の中から引張、硬さ、シャルピー衝撃、破壊靱性、疲労き裂進展の各試験による基礎試験データを得るため実機試験の前に行う基礎試験でＮ種の候補材料に絞り込んでその中の１種を基準材料に決め、その基準材料に対して実機試験を実施する第１工程と、前記応力と同レベルの応力を、前記実機より小型の衝撃曲げ・せん断の棒状の小型試験片に発生させるために必要なエネルギー（衝突体の質量・速度）を計算で求める第２工程と、算出した入力エネルギーでの試験をＮ種の候補材料全て（基準材料およびＮ-1種の他材料）について実施し、応力と靱性（前記小型試験片の変形量やき裂深さ・数量）の関係データを計測する第３工程と、前記基準材料の実機試験結果と衝撃曲げ・せん断試験結果を比較し発生応力と靱性の関係データに差異が生じた場合は差異分析を行い、Ｎ-1種の他材料の実機相当の発生応力と靱性の関係データを推定（補正）する第４工程と、前述の実機相当の発生応力と靱性の関係データの他に前記基礎試験データを用いて、各材料（Ｎ種の候補材料）の寿命予測計算を実施し、繰返し衝撃荷重に対する寿命の相対評価を行う、又は、１回の衝撃による破壊の場合は、き裂進展計算の寿命計算ではなく、繰返し衝撃回数１回に対する寿命に関する計算を行い、１回の衝撃に対する寿命の相対評価を行う第５工程と、よりなり、得られた前記相対評価データを基に材料選定を行なう方法であり、また、前記衝撃曲げ・せん断試験は、落錘又はばね・圧縮ガス・リニアモーター等で加速した衝突体からなる質量体を用いる試験装置で行われる方法であり、また、前記試験装置は、前記質量体を上方から下方へ移動させるため前記質量体を支持するための複数の支柱と、前記各支柱を保持するための基盤と、前記基盤に設けられ前記試験片を保持すると共に荷重伝播金具および位置決め兼被衝突金具を有する試験片ホルダとからなり、前記質量体が前記位置決め兼被衝突金具に衝突することにより前記試験片に衝撃が加わるようにする方法である。

【発明の効果】

【0007】

本発明による材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、衝撃曲げ・せん断試験で模擬すべき実機の発生応力を把握するため、候補材料の中から引張、硬さ、シャルピー衝撃、破壊靱性、疲労き裂進展の各試験による基礎試験データを得るため実機試験の前に行う基礎試験でＮ種の候補材料に絞り込んでその中の１種を基準材料に決め、その基準材料に対して実機試験を実施する第１工程と、前記応力と同レベルの応力を、前記実機より小型の衝撃曲げ・せん断の棒状の小型試験片に発生させるために必要なエネルギー（衝突体の質量・速度）を計算で求める第２工程と、算出した入力エネルギーでの試験をＮ-1種の候補材料全て（基準材料およびＮ-1種の他材料）について実施し、応力と靱性（試験片の変形量やき裂深さ・数量）の関係データを計測する第３工程と、前記基準材料の実機試験結果と衝撃曲げ・せん断試験結果を比較し発生応力と靱性の関係データに差異が生じた場合は差異分析を行い、Ｎ-1種の他材料の実機相当の発生応力と靱性の関係データを推定（補正）する第４工程と、前述の実機相当の発生応力と靱性の関係データの他に前記基礎試験データも考慮して、各材料（Ｎ種の候補材料２）の寿命予測計算を実施し、繰返し衝撃荷重に対する寿命の相対評価を行う、又は、１回の衝撃による破壊の場合は、き裂進展計算の寿命計算ではなく、繰返し衝撃回数１回に対する寿命に関する計算を行い、１回の衝撃に対する寿命の相対評価を行う第５工程と、よりなり、前述の相対評価から、より安全性の高い材料の選定を行うことで、小規模な試験片に実機と同レベルの衝撃曲げ・せん断応力を発生させて模擬的に実機と同等の条件の耐衝撃曲げ・せん断特性データを取得することができるため、実機試験数を節約することができる。本衝撃曲げ・せん断試験は比較的に簡単に実施可能であり、コストも抑えることができる。
また、試験片寸法や衝突体（落錘）のエネルギーを調整することで、任意の衝撃曲げ・せん断応力相当の試験条件を再現できるため、汎用性に優れている。
前記衝撃曲げ・せん断試験は、落錘又はばね・圧縮ガス・リニアモーター等で加速した衝突体からなる質量体を用いる試験装置で行われることにより、試験装置が簡単でかつ安価であり、何れの工場及び事務所においても容易に取付け及び稼動ができる。
また、前記試験装置は、前記質量体を上方から下方へ移動させるため前記質量体を支持するための複数の支柱と、前記各支柱を保持するための基盤と、前記基盤に設けられ前記試験片を保持すると共に荷重伝播金具および位置決め兼被衝突金具を有する試験片ホルダとからなり、前記質量体が前記位置決め兼被衝突金具に衝突することにより前記試験片に衝撃が加わるようにしたことにより、構成が簡単で、かつ、安価にできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法による材料選定フロー図である。

【図2】図１の詳細フロー図である。

【図3】図１の要部の衝撃曲げ・せん断試験装置の構成図の一例を示す正面図である。

【図4】図３の上面図である。

【図5】図３の試験片ホルダ30の拡大図である。

【図6】図５のＡ−Ａ矢視図である。

【図7】図３における実際に取得した衝撃曲げ応力の一例を示す説明図である。

【図8】図５の荷重伝播金具の場合での荷重作用距離（スパン）Ｌを示す図である。

【図9】図８の他の形態の荷重伝播金具の場合でのスパンＬを示す図である。

【図10】図８の他の形態の荷重伝播金具の場合でのスパンＬを示す図である。

【図11】本発明のせん断応力のみによる靱性データを示す特性図である。

【図12】本発明の寿命予測の特性図の一例である。

【図13】高い耐衝撃曲げ・せん断特性を要求される機械／構造体製品の、従来の材料選定方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、機械／構造体の設計に資する材料の耐衝撃データを取得するため、実機と同レベルの衝撃曲げ・せん断条件下における耐衝撃特性を小型試験片で評価するようにした材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法を提供することを目的とする。

【実施例】

【0010】

以下、図面と共に本発明による材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、図１３の従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図１は、本発明での材料選定フローを示し、基礎試験（第１ステップ：１０１）によって候補材料１の中から基礎試験でＮ種の候補材料２に絞り込み（第２ステップ：１０２）その中の1種を基準材料３に決め、基準材料３のみを用いて実機試験を行う（第３Ａステップ：１０３Ａ）ことにより、実機試験回数を従来（図１３）よりも少なくして最小化し、前記Ｎ種の候補材料２全てについて小型試験片４として衝撃曲げ・せん断試験（第３Ｂステップ：１０３Ｂ）を行い、相対評価５（第３Ｃステップ：１０３Ｃ）をした後に材料選定（第４ステップ：１０４）を行う。

【0011】

前述の図１の材料選定フローについて図２を用いてより詳しく説明する。尚、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略している。
すなわち、図２のフロー図で示したように、まずは、基礎試験（第１ステップ：１０１）によって候補材料１の中からＮ種の候補材料２に絞り込み（第２ステップ：１０２）、その中の1種を基準材料３に決め、基準材料３に対して実機試験（第３Ａ−１ａステップ：１０３Ａ−１ａ）やその実機試験を解析対象とする周知の動的ＦＥＭ解析（第３Ａ−１ｂステップ：１０３Ａ−１ｂ）を実施して調査する。なお、実際の破壊現象では曲げとせん断の双方が発生するため、両応力成分を調査する。
次に、その応力と同レベルの応力を、小型の衝撃曲げ・せん断試験片に発生させるために必要なエネルギー（衝突体の質量・速度）を計算で求める（第３Ａ−２ステップ：３Ａ−２）。ここで、入力エネルギー１０を低く抑えるため、試験片寸法（直径、スパン）の調整も可である。

【0012】

次に、前述のように算出した前記入力エネルギー１０での試験をＮ種の候補材料２全て（基準材料３およびＮ−１種の他材料）について実施（第３Ｂ−１ステップ：３Ｂ−１）し、応力と靱性（試験片４の変形量やき裂深さ及びき裂（すなわち、き裂深さ・数量のことである）数量）の関係データを計測する。図２に示されているように、基準材料３の実機試験結果（第３Ａ−１ｃステップ：１０３Ａ−１ｃ）と衝撃曲げ・せん断試験結果（第３Ｂ−２ｂステップ：１０３Ｂ−２ｂ）を比較し、発生応力と靱性の関係データに差異が生じた場合は差異分析（第３Ｃ−１ステップ：３Ｃ−１）を行い、Ｎ−１種の他材料の実機相当の発生応力と靱性の関係データを推定（補正）する（第３Ｃ−２ステップ：３Ｃ−２）。
前述の実機相当の発生応力と靱性の関係データの他に前記基礎試験データも考慮して、各材料の実機での寿命予測計算を実施し、繰返し衝撃荷重に対する寿命の相対評価を行い（第３Ｃ−３ステップ：３Ｃ−３及び第３Ｃ−４ステップ：３Ｃ−４）、より安全性の高い材料を選定する（第４ステップ：１０４）。なお、自動車の衝突のように１回の衝撃による破壊が問題になる場合は、き裂進展計算の寿命計算ではなく、繰返し衝撃回数１回に対する寿命に関する計算を行い、１回の衝撃に対する寿命の相対評価を行う。
以上の方法を実施することで、コストと期間がかかる実機試験を節約することができる。

【0013】

前述の図２の材料選定フローにおいて用いられる図３及び図４の衝撃曲げ・せん断試験を行うための試験装置２０においては、衝撃荷重の入力は例えば落錘２１を用い、入力エネルギーは落錘質量と落錘速度（落下高さにより、必要であればばね・圧縮ガス・リニアモーター等で増速）で調整する。小型の丸棒試験片の片側を固定し、他方に衝撃荷重を負荷して、固体端付近に衝撃曲げ・せん断応力を発生させる。発生する衝撃曲げ応力の取得は、試験片固定端にひずみゲージ４０を貼付し、得られたひずみの時系列データから、動的応力−ひずみ関係を用いて算出する。衝撃せん断応力は、例えば周知の初等はり理論（Bernoulli−Euler はり理論）による式(1)などにより曲げ応力から算出する。

【0014】

尚、前記試験装置２０は、図３、図４、図５及び図６に示される通りであり、基盤２３上には複数の支柱２４,２５が植立して設けられ、その中、中央に位置する一組の支柱２５はガイドとして用いられると共に、前記落錘２１又は図示しないばね・圧縮ガス・リニアモーター等で加速した衝突体からなる質量体２２が落差２８を利用して前記基盤２３上の前記試験片４上に落下するように構成されている。

【0015】

前記小型試験片４は、前記基盤２３上に設けられた試験片ホルダ３０上の位置決め兼被衝突金具３３により位置決めされた荷重伝播金具３１の凹部３２内に配設されており、前記位置決め兼被衝突金具３３上に前記質量体２２が上方から落下して衝突するように構成されている。
前記試験片４の固定端側端部または前記試験片ホルダ３０には加速度センサ４１が設けられ、前記試験片ホルダ３０に隣接する位置には、変位センサ４２が設けられ、前記質量体２２が前記位置決め兼被衝突金具３３に衝突する際の変位の時間変化（＝速度）、および試験片４の固定端側端部または試験片ホルダ３０に発生する応力波による加速度を検出することができるように構成されている。

【0016】

次に、本発明による衝撃曲げ・せん断試験装置２０の一実施例について説明する。
図３に示すように、簡単に衝撃荷重を発生させるため落錘２１を用いる。また落錘２１の跳ね返り方向を鉛直上方向として試験装置２０のバランスを保つため、小型試験片４は図５のように軸４Ａで対称な２本１組の１対の丸棒の小型試験片４(片持ちはり)とし、落錘２１により両試験片４に伝播する衝撃荷重も軸４Ａで対称とするため、荷重伝播金具３１および位置決め兼被衝突金具３３を用いる。
曲げ応力の計測は、小型試験片４の固定端に貼付したひずみゲージ４０のひずみデータと、動的応力−ひずみ関係より算出することができる。実際に試験で得られた衝撃曲げ応力４３の例を図７に示す。この曲げ応力４３と式(1)などにより衝撃せん断応力４４も算出することができる。

【0017】

【数1】

【0018】

すなわち、図７に示されるように、一対の前記小型試験片４に対して落錘２１を落下・衝突させた時の各試験片４の下面における圧縮側の応力である衝撃曲げ応力４３のピーク値が１０００〜２０００μｓｅｃ後に２０００〜３０００ＭＰａとなり、衝撃せん断応力４４は塑性変形の影響も考慮して１００ＭＰａ程度である。

【0019】

また、図８から図１０で示されるように、荷重伝播金具３１を入替て荷重作用距離（スパン）Ｌを変えて試験を実施することで、せん断応力４４と曲げ応力４３のデータを分離することができる。すなわち図１１のように、横軸をスパンＬ、縦軸を靱性データとしてある材料の初期き裂深さａをグラフで描くと、グラフが縦軸（スパン＝ゼロ）と交差する点がせん断応力のみによる靱性データとなる。

【0020】

前述の試験装置２０を用いて試験を行う場合、前記落錘ガイドとしての各支柱２５の摩擦や空気抵抗等により必ず速度ロスが発生するため、変位センサ４２により落錘変位の時系列データを取得しその時間勾配より衝突速度を算出し、正確な入力エネルギーを把握すると共に、図２のフローの差異分析（第３Ｃ−１ステップ：３Ｃ−１）の参考とする。試験片４の固定端側端部または試験片ホルダ３０に加速度センサ４１を貼付し得られた加速度の時系列波形をＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析することで、計測した曲げ応力の応力波の影響を把握することができる。また、表１に実際に試験で取得した鋼種１〜５の靱性データの一例として各材料の初期き裂深さを示し、図１２に寿命予測の一例として表１の初期き裂深さデータと基礎試験の疲労き裂進展データより算出したき裂進展計算結果を示した。

【0021】

【表1】

【0022】

すなわち、表1に示す初期き裂深さを有する鋼種１〜５に対して、実機に相当する繰返し衝撃荷重を作用させた場合における、繰返し数とき裂深さとの関係（計算結果）を示すと、図１２の通りであり、鋼種によって寿命が異なることを容易に予測できることが明らかである。

【0023】

尚、本発明の要旨をまとめると次の通りである。
衝撃曲げ・せん断試験で模擬すべき実機の発生応力を把握するため、候補材料１の中から引張、硬さ、シャルピー衝撃、破壊靱性、疲労き裂進展の各試験による基礎試験データを得るため実機試験の前に行う基礎試験でＮ種の候補材料２に絞込み、その中の1種を基準材料３に決め、その基準材料３に対して実機試験を実施する第１工程と、前記応力と同レベルの応力を、前記実機より小型の衝撃曲げ・せん断の棒状の小型試験片４に発生させるために必要なエネルギー（衝突体の質量・速度）を計算で求める第２工程と、算出した入力エネルギーでの試験をＮ種の候補材料２全て（基準材料３およびＮ−１種の他材料）について実施し、応力と靱性（前記試験片の変形量やき裂深さ・数量）の関係データを計測する第３工程と、前記基準材料３の実機試験結果と衝撃曲げ・せん断試験結果を比較し発生応力と靱性の関係データに差異が生じた場合は差異分析を行い、Ｎ-1種の他材料の実機相当の発生応力と靱性の関係データを推定（補正）する第４工程と、前述の実機相当の発生応力と靱性の関係データの他に前記基礎試験データも用いて、各材料（Ｎ種の候補材料２）の寿命予測計算を実施し、繰返し衝撃荷重に対する寿命の相対評価を行う、又は、１回の衝撃による破壊の場合は、き裂進展計算の寿命計算ではなく、繰返し衝撃回数１回に対する寿命に関する計算を行い、１回の衝撃に対する寿命の相対評価を行う第５工程と、よりなり、前述の相対評価から材料選定を行うことであり、また前記衝撃曲げ・せん断試験は、落錘２１又はばね・圧縮ガス・リニアモーター等で加速した衝突体からなる質量体２２を用いる試験装置２０で行われることであり、また、前記試験装置２０は、前記質量体２２を上方から下方へ移動させるため前記質量体２２を支持するための複数の支柱２４、２５と、前記各支柱２４、２５を保持するための基盤２３と、前記基盤２３に設けられ前記試験片４を保持すると共に荷重伝播金具３１および位置決め兼被衝突金具３３を有する試験片ホルダ３０とからなり、前記質量体２２が前記位置決め兼被衝突金具３３に衝突することにより前記試験片４に衝撃が加わるようにすることである。

【産業上の利用可能性】

【0024】

本発明による材料の耐衝撃曲げ・せん断特性の評価方法は、実機と同レベルの衝撃曲げ・せん断条件下における耐衝撃特性を小型試験片で評価することにより、高い耐衝撃曲げ・せん断特性を要求される機械・構造体の材料を安価で短期間に決定することができる。

【符号の説明】

【0025】

１ 候補材料
２ Ｎ種の候補材料 （候補材料１より基礎試験で絞込んだＮ種）
３ 基準材料 （Ｎ種の候補材料の中から1種決定する)
４ 小型試験片
１０１ 第１ステップ
１０２ 第２ステップ
１０３ 第３ステップ
１０３Ａ 第３Ａステップ
１０３Ｂ 第３Ｂステップ
１０３Ｃ 第３Ｃステップ
１０３Ａ-１ａ 第３Ａ-１ａステップ
１０３Ａ-１ｂ 第３Ａ-１ｂステップ
１０３Ａ-１ｃ 第３Ａ-１ｃステップ
１０３Ａ-２ 第３Ａ-２ステップ
１０３Ｂ-１ 第３Ｂ-１ステップ
１０３Ｃ-１ 第３Ｃ-１ステップ
１０３Ｃ-２ 第３Ｃ-２ステップ
１０３Ｃ-３ 第３Ｃ-３ステップ
１０３Ｃ-４ 第３Ｃ-４ステップ
１０４ 第４ステップ
５ 相対評価
１０ 入力エネルギー
２０ 試験装置
２１ 落錘
２２ 質量体
２３ 基盤
２４,２５ 支柱
３０ 試験片ホルダ
３１ 荷重伝播金具
３２ 凹部
３３ 位置決め兼被衝突金具
４０ ひずみゲージ
４１ 加速度センサ
４２ 変位センサ
４３ 衝撃曲げ応力
４４ 衝撃せん断応力
Ｌ 荷重作用距離（スパン）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】